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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108908391A(43)申请公布日2018.11.30(21)申请号201810921433.9(22)申请日2018.08.14(71)申请人东南大学地址210000江苏省南京市江宁区东南大学路1号(72)发明人宋爱国石珂(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人唐红(51)Int.Cl.B25J15/08(2006.01)权利要求书2页说明书3页附图6页(54)发明名称一种基于差速器结构的仿生机械手(57)摘要一种基于差速器结构的仿生机械手,包括手掌、拇指、食指、中指、无名指、小指,其中食指、中指、无名指、小指均具有三个可动关节,由一个电机通过一系列差速器齿轮组及绳索实现联动,拇指内/外翻自由度由一个舵机驱动,拇指屈/伸自由度由一个直流电机驱动,可以实现对不同形状物体的自适应抓取。CN108908391ACN108908391A权利要求书1/2页1.一种基于差速器结构的仿生机械手,包括手掌(34)、拇指(33)、食指(32)、中指(31)、无名指(30)和小指(29),其特征在于:所述食指(32)、中指(31)、无名指(30)和小指(29)均由第一直流电机(1)驱动相应齿轮完成,拇指(33)内/外翻自由度由舵机(2)驱动,拇指(33)屈伸自由度由第二直流电机(19)驱动;其中,第一直流电机(1)的输出轴与第一齿轮(5)固定,第一齿轮(5)转动通过第二齿轮(4)带动第三齿轮(6)转动,及第二齿轮(4)位于第一齿轮(5)和第三齿轮(6)之间,并分别与第一齿轮(5)和第三齿轮(6)啮合,第三齿轮(6)通过轴与第四齿轮(8)固定连接为一个整体,同时同向同速转动,第四齿轮(8)与第一差速器(7)啮合,带动第一差速器(7)转动,第一差速器(7)带动第五齿轮(9)和第六齿轮(10)转动,第五齿轮(9)和第二差速器(11)啮合,带动第二差速器(11)转动,第六齿轮(10)和第三差速器(12)啮合,带动第三差速器(12)转动,第二差速器(11)带动第一线轮(13)、第二线轮(14)转动,第三差速器(12)带动第三线轮(15)、第四线轮(16)转动,第四线轮(16)驱动食指(29)运动。2.根据权利要求1所述的基于差速器结构的仿生机械手,其特征在于:所述第四线轮(16)通过绳索带动食指第三指节(22)转动,即绳索平行缠绕在食指第三指节(22)上的第一传动轮(36)与第四线轮(16)上,从而第四线轮(16)与第一传动轮(36)同向转动,从而带动食指第三指节(22)转动,食指第三指节(22)通过绳索带动食指第二指节(23)转动,即绳索交叉缠绕在食指第二指节(23)上的传动轮(37)与手掌传动轮(35)上,从而食指第二指节(23)相对食指第三指节(22)转动,且与食指第三指节(22)相对手掌(34)转动方向相同,食指第二指节(23)通过绳索带动食指第一指节(24)转动,即绳索交叉缠绕在食指第一指节(24)上的传动轮(39)与食指第三指节(22)上的第二传动轮(38)上,与食指第二指节(23)相对食指第三指节(22)运动原理相同,食指第一指节(24)相对食指第二指节(23)转动,且与食指第二指节(23)相对食指第三指节(22)转动方向相同,从而食指整体运动方式为,手指弯曲或伸展;以同样方式,第三线轮(15)驱动中指(30)运动,第二线轮(14)驱动无名指(31)运动,第一线轮(13)驱动小指(32)运动。3.根据权利要求1所述的基于差速器结构的仿生机械手,其特征在于:所述第二差速器(11)上分别连接有第一冠齿轮(26)和第二冠齿轮(28)的转轴,第一冠齿轮(26)、第二冠齿轮(28)既与第二差速器(11)一起转动,也各自绕转轴转动,第一线轮(13)和第二线轮(14)分别与第一直齿轮(25)和第二直齿轮(27)固连;其中,第一直齿轮(25)、第二直齿轮(27)与第二差速器(11)同轴转动,即通过第二差速器(11)转动来驱动第一直齿轮(25)、第二直齿轮(27)与其同时转动,其转动方式包括:A、第一直齿轮(25)、第二直齿轮(27)与第二差速器(11)同向转动;B、在第二差速器(11)的转动状态为顺时针转动或逆时针转动时,第一直齿轮(25)、第二直齿轮(27)相互反向转动;C、当第二差速器(11)静止时,第一直齿轮(25)、第二直齿轮(27)相互反向转动或静止,第一差速器(7)、第三差速器(12)驱动方式同第二差速器(11)相同。4.根据权利要求1所述的基于差速器结构的仿生机械手,其特征在于:所述第二直流电机(19)通过蜗轮蜗杆结构驱动拇指第一指节(20)转动,拇指第一指节(20)通过绳索带动拇指第二指节(21)转动,舵机(2)与第七齿轮(3)固